ATP süntees toimub. ATP molekul bioloogias: koostis, funktsioonid ja roll organismis. ATP molekuli struktuur

Adenosiintrifosforhape-ATP- iga elusraku kohustuslik energiakomponent. ATP on ka nukleotiid, mis koosneb adeniini lämmastikalusest, riboosi suhkrust ja kolmest fosforhappemolekuli jäägist. See on ebastabiilne struktuur. Ainevahetusprotsessides eraldatakse sellest järjestikku fosforhappejäägid, purustades teise ja kolmanda fosforhappejäägi vahelise energiarikka, kuid hapra sideme. Ühe fosforhappemolekuli eraldumisega kaasneb umbes 40 kJ energia vabanemine. Sel juhul läheb ATP üle adenosiindifosforhappeks (ADP) ja fosforhappejäägi edasisel lõhustamisel ADP-st moodustub adenosiinmonofosforhape (AMP).

ATP struktuuri skemaatiline diagramm ja selle muundumine ADP-ks ( T.A. Kozlova, V.S. Kutšmenko. Bioloogia tabelites. M., 2000 )

Järelikult on ATP rakus omamoodi energiaakumulaator, mis lõhenemisel "tühjenetakse". ATP lagunemine toimub valkude, rasvade, süsivesikute ja muude rakkude elutähtsate funktsioonide sünteesireaktsioonide käigus. Need reaktsioonid toimuvad energia neeldumisega, mis eraldatakse ainete lagunemisel.

ATP sünteesitakse mitokondrites mitmes etapis. Esimene on ettevalmistav - kulgeb astmeliselt, kaasates igas etapis spetsiifilisi ensüüme. Sel juhul lagundatakse keerulised orgaanilised ühendid monomeerideks: valgud - aminohapeteks, süsivesikud - glükoosiks, nukleiinhapped - nukleotiidideks jne. Nendes ainetes olevate sidemete katkemisega kaasneb väikese koguse energia vabanemine. Teiste ensüümide toimel moodustunud monomeerid võivad läbida edasise lagunemise, mille käigus moodustuvad lihtsamad ained kuni süsinikdioksiidi ja veeni.

Skeem ATP süntees raku mitokondrites

SELGITUSED AINETE JA ENERGIA MUUNDAMISE SKEEM LEVIMISPROTSESSIS

I etapp - ettevalmistav: komplekssed orgaanilised ained lagunevad seedeensüümide toimel lihtsateks, eraldub ainult soojusenergia.
Valgud -> aminohapped
Rasvad - > glütseriin ja rasvhapped
Tärklis -> glükoos

II etapp - glükolüüs (hapnikuvaba): viiakse läbi hüaloplasmas, ei ole seotud membraanidega; see hõlmab ensüüme; glükoos laguneb:

Pärmseentes muundatakse glükoosi molekul ilma hapniku osaluseta etüülalkoholiks ja süsinikdioksiidiks (alkohoolne kääritamine):

Teistes mikroorganismides võib glükolüüsi lõpetada atsetooni, äädikhappe jne moodustumisega. Kõikidel juhtudel kaasneb ühe glükoosimolekuli lagunemisega kahe ATP molekuli moodustumine. Glükoosi hapnikuvaba lagunemise käigus keemilise sideme kujul jääb 40% anergiast ATP molekulis kinni ja ülejäänu hajub soojuse kujul.

III etapp - hüdrolüüs (hapnik): viiakse läbi mitokondrites, seotud mitokondriaalse maatriksi ja sisemembraaniga, selles osalevad ensüümid, piimhape lõhustub: C3H6Oz + 3H20 --> 3CO2 + 12H. CO2 (süsinikdioksiid) vabaneb mitokondritest keskkonda. Vesinikuaatom on kaasatud reaktsioonide ahelasse, mille lõpptulemuseks on ATP süntees. Need reaktsioonid toimuvad järgmises järjekorras:

1. Vesinikuaatom H siseneb kandeensüümide abil mitokondrite sisemembraani, millest moodustuvad kristallid, kus see oksüdeerub: H-e--> H+

2. Vesiniku prooton H+(katioon) kantakse kandjate abil kristlaste membraani välispinnale. Prootonite jaoks on see membraan läbitungimatu, mistõttu nad akumuleeruvad membraanidevahelises ruumis, moodustades prootonite reservuaari.

3. Vesinikelektronid e kanduvad cristae membraani sisepinnale ja kinnituvad oksüdaasi ensüümi abil kohe hapnikuga, moodustades negatiivse laenguga aktiivse hapniku (aniooni): O2 + e--> O2-

4. Katioonid ja anioonid mõlemal pool membraani tekitavad vastupidiselt laetud elektrivälja ning kui potentsiaalide erinevus jõuab 200 mV-ni, hakkab tööle prootonikanal. See esineb ATP süntetaasi ensüümmolekulides, mis on põimitud sisemembraani, mis moodustab cristae.

5. Vesiniku prootonid prootonikanali kaudu H+ söösta mitokondritesse, luues kõrge energiataseme, millest suurem osa läheb ATP sünteesiks ADP-st ja P-st (ADP + P -\u003e ATP) ja prootonitest H+ suhelda aktiivse hapnikuga, moodustades vett ja molekulaarset 02:
(4Н++202- -->2Н20+02)

Seega on O2, mis satub mitokondritesse organismi hingamise käigus, vajalik vesiniku prootonite H lisandumiseks. Selle puudumisel peatub kogu protsess mitokondrites, kuna elektronide transpordiahel lakkab toimimast. III etapi üldine reaktsioon:

(2CsHbOz + 6Oz + 36ADP + 36F ---> 6C02 + 36ATP + + 42H20)

Ühe glükoosimolekuli lagunemise tulemusena moodustub 38 ATP molekuli: II etapis - 2 ATP ja III etapis - 36 ATP. Saadud ATP molekulid väljuvad mitokondritest ja osalevad kõigis rakuprotsessides, kus on vaja energiat. Lõhenemisel eraldab ATP energiat (üks fosfaatside sisaldab 40 kJ) ja naaseb mitokondritesse ADP ja F (fosfaadi) kujul.

valgusfaas

Ainete ja energia muundamine dissimilatsiooniprotsessis hõlmab järgmisi samme:

ma lavastan- ettevalmistav: komplekssed orgaanilised ained lagunevad seedeensüümide toimel lihtsateks, eraldub ainult soojusenergia.
Proteins ® aminohapped

Fats ® glütserool ja rasvhapped

Tärklis ® glükoos

II etapp- glükolüüs (hapnikuvaba): viiakse läbi hüaloplasmas, ei ole seotud membraanidega; see hõlmab ensüüme; glükoos laguneb:

III etapp- hapnik: viiakse läbi mitokondrites, mis on seotud mitokondriaalse maatriksi ja sisemembraaniga, selles osalevad ensüümid, püroviinamarihape lõhustub

CO 2 (süsinikdioksiid) eraldub mitokondritest keskkonda. Vesinikuaatom on kaasatud reaktsioonide ahelasse, mille lõpptulemuseks on ATP süntees. Need reaktsioonid toimuvad järgmises järjekorras:

1. Vesinikuaatom H siseneb kandeensüümide abil mitokondrite sisemembraani, millest moodustuvad kristallid, kus see oksüdeerub:

2. Prooton H + (vesinikkatioon) viiakse kandjatega kristallide membraani välispinnale. Prootonite jaoks on see membraan, nagu ka mitokondrite välimine membraan, mitteläbilaskev, mistõttu nad akumuleeruvad membraanidevahelises ruumis, moodustades prootonite reservuaari.

3. Vesinikelektronid kantakse üle kristallmembraani sisepinnale ja seotakse oksüdaasi ensüümi abil koheselt hapnikuga, moodustades negatiivse laenguga aktiivse hapniku (aniooni):

4. Katioonid ja anioonid mõlemal pool membraani tekitavad vastupidiselt laetud elektrivälja ning kui potentsiaalide erinevus jõuab 200 mV-ni, hakkab tööle prootonikanal. See esineb ATP süntetaasi ensüümmolekulides, mis on põimitud sisemembraani, mis moodustab cristae.

5. Prootonikanali kaudu tormavad H + prootonid mitokondritesse, luues kõrge energiataseme, millest suurem osa läheb ATP sünteesiks ADP-st ja F-st () ning H + prootonid ise interakteeruvad aktiivse hapnikuga, moodustades vesi ja molekulaarne O2:

Seega on organismi hingamise käigus mitokondritesse sattuv O 2 vajalik H + prootonite lisandumiseks. Selle puudumisel peatub kogu protsess mitokondrites, kuna elektronide transpordiahel lakkab toimimast. III etapi üldine reaktsioon:

Ühe glükoosimolekuli lagunemise tulemusena moodustub 38 ATP molekuli: II etapis - 2 ATP ja III etapis - 36 ATP. Saadud ATP molekulid väljuvad mitokondritest ja osalevad kõigis rakuprotsessides, kus on vaja energiat. Lõhenemisel eraldab ATP energiat (üks fosfaatside sisaldab 46 kJ) ja naaseb mitokondritesse ADP ja F (fosfaadi) kujul.

Ainevahetus (ainevahetus) on kõigi kehas toimuvate keemiliste reaktsioonide kogum. Kõik need reaktsioonid on jagatud 2 rühma

1. Plastivahetus(assimilatsioon, anabolism, biosüntees) - see on siis, kui lihtsatest energiakuluga ainetest moodustatud (sünteesitud) keerulisem. Näide:

• Fotosünteesi käigus sünteesitakse süsinikdioksiidist ja veest glükoos.

2. Energiavahetus(dissimilatsioon, katabolism, hingamine) on siis, kui komplekssed ained lagunema (oksüdeerima) lihtsamatele ja samal ajal energia vabaneb eluks vajalik. Näide:

• Mitokondrites oksüdeeritakse glükoos, aminohapped ja rasvhapped hapniku toimel süsihappegaasiks ja veeks ning tekib energia. (rakuhingamine)

Plasti ja energia metabolismi seos

• Plastiline ainevahetus varustab rakku komplekssete orgaaniliste ainetega (valgud, rasvad, süsivesikud, nukleiinhapped), sealhulgas ensüümvalgud energia metabolismiks.
• Energia ainevahetus varustab rakku energiaga. Tööd tehes (vaimne, lihaseline jne) kiireneb energiavahetus.

ATP- raku universaalne energiaaine (universaalne energiaakumulaator). See moodustub energia metabolismi (orgaaniliste ainete oksüdatsiooni) protsessis.

• Energia metabolismi käigus lagunevad kõik ained ja sünteesitakse ATP. Sel juhul muundatakse lagunenud kompleksainete keemiliste sidemete energia ATP energiaks, energia salvestatakse ATP-s.
• Plastilise vahetuse käigus sünteesitakse kõik ained ja ATP laguneb. Kus ATP energia kulub ära(ATP energia muundatakse nendes ainetes talletatud komplekssete ainete keemiliste sidemete energiaks).

Valige üks, kõige õigem variant. Plastivahetuse protsessis
1) keerulisemad süsivesikud sünteesitakse vähem keerukatest
2) rasvad muudetakse glütserooliks ja rasvhapeteks
3) valgud oksüdeeritakse süsihappegaasi, vee, lämmastikku sisaldavate ainete tekkega
4) vabaneb energia ja sünteesitakse ATP

Vastus

Valige kolm valikut. Mille poolest erineb plastivahetus energiavahetusest?
1) energia salvestub ATP molekulides
2) kulub ära ATP molekulidesse salvestatud energia
3) sünteesitakse orgaanilisi aineid
4) toimub orgaaniliste ainete lagunemine
5) ainevahetuse lõpp-produktid - süsihappegaas ja vesi
6) metaboolsete reaktsioonide tulemusena tekivad valgud

Vastus

Valige üks, kõige õigem variant. Plastilise ainevahetuse käigus sünteesitakse rakkudes molekule
1) valgud
2) vesi
3) ATP
4) anorgaanilised ained

Vastus

Valige üks, kõige õigem variant. Milline on seos plasti ja energia metabolismi vahel
1) plastivahetus varustab orgaanilisi aineid energia saamiseks
2) energiavahetus varustab plasti hapnikku
3) plastiline ainevahetus varustab mineraalidega energiat
4) plastivahetus varustab ATP molekule energiaga

Vastus

Valige üks, kõige õigem variant. Energia metabolismi protsessis, erinevalt plastist,
1) ATP molekulides sisalduva energia kulu
2) energia salvestamine ATP molekulide makroergilistes sidemetes
3) rakkude varustamine valkude ja lipiididega
4) rakkude varustamine süsivesikute ja nukleiinhapetega

Vastus

1. Loo vastavus börsi omaduste ja selle tüübi vahel: 1) plastik, 2) energia. Kirjutage numbrid 1 ja 2 õiges järjekorras.
A) orgaaniliste ainete oksüdatsioon
B) polümeeride moodustumine monomeeridest
B) ATP lagunemine
D) energia salvestamine rakus
D) DNA replikatsioon
E) oksüdatiivne fosforüülimine

Vastus

2. Loo vastavus raku ainevahetuse tunnuste ja selle tüübi vahel: 1) energia, 2) plastiline. Kirjutage numbrid 1 ja 2 tähtedele vastavas järjekorras.
A) toimub glükoosi hapnikuvaba lagunemine
B) esineb ribosoomidel, kloroplastides
C) ainevahetuse lõpp-produktid – süsihappegaas ja vesi
D) sünteesitakse orgaanilisi aineid
D) kasutatakse ATP molekulidesse salvestatud energiat
E) energia vabaneb ja salvestatakse ATP molekulides

Vastus

3. Luua vastavus inimese ainevahetuse tunnuste ja selle tüüpide vahel: 1) plastiline ainevahetus, 2) energiavahetus. Kirjutage numbrid 1 ja 2 õiges järjekorras.
A) ained oksüdeeritakse
B) sünteesitakse aineid
C) energia salvestub ATP molekulides
D) energiat kulutatakse
D) protsessis osalevad ribosoomid
E) protsessis osalevad mitokondrid

Vastus

4. Loo seos ainevahetuse tunnuste ja selle tüübi vahel: 1) energia, 2) plastiline. Kirjutage numbrid 1 ja 2 tähtedele vastavas järjekorras.
A) DNA replikatsioon
B) valkude biosüntees
B) orgaaniliste ainete oksüdatsioon
D) transkriptsioon
D) ATP süntees
E) kemosüntees

Vastus

5. Loo vastavus vahetuse omaduste ja liikide vahel: 1) plastik, 2) energia. Kirjutage numbrid 1 ja 2 tähtedele vastavas järjekorras.
A) energia salvestub ATP molekulides
B) sünteesitakse biopolümeere
B) tekib süsihappegaas ja vesi
D) toimub oksüdatiivne fosforüülimine
D) Toimub DNA replikatsioon

Vastus

Valige kolm energiavahetusega seotud protsessi.
1) hapniku eraldumine atmosfääri
2) süsihappegaasi, vee, uurea teke
3) oksüdatiivne fosforüülimine
4) glükoosi süntees
5) glükolüüs
6) vee fotolüüs

Vastus

Valige üks, kõige õigem variant. Lihaste kokkutõmbumiseks vajalik energia vabaneb, kui
1) orgaaniliste ainete lagunemine seedeorganites
2) lihase ärritus närviimpulsside poolt
3) orgaaniliste ainete oksüdatsioon lihastes
4) ATP süntees

Vastus

Valige üks, kõige õigem variant. Millise protsessi tulemuseks on lipiidide süntees rakus?
1) dissimilatsioon
2) bioloogiline oksüdatsioon
3) plastivahetus
4) glükolüüs

Vastus

Valige üks, kõige õigem variant. Plastilise ainevahetuse väärtus - keha varustamine
1) mineraalsoolad
2) hapnik
3) biopolümeerid
4) energia

Vastus

Valige üks, kõige õigem variant. Orgaaniliste ainete oksüdatsioon inimkehas toimub aastal
1) kopsuvesiikulid hingamisel
2) keharakud plastilise vahetuse protsessis
3) toidu seedimise protsess seedetraktis
4) keharakud energiavahetuse protsessis

Vastus

Valige üks, kõige õigem variant. Milliste metaboolsete reaktsioonidega rakus kaasnevad energiakulud?
1) energia metabolismi ettevalmistav etapp
2) piimhappe kääritamine
3) orgaaniliste ainete oksüdatsioon
4) plastivahetus

Vastus

1. Loo vastavus ainevahetuse protsesside ja koostisosade vahel: 1) anabolism (assimilatsioon), 2) katabolism (dissimilatsioon). Kirjutage numbrid 1 ja 2 õiges järjekorras.
A) käärimine
B) glükolüüs
B) hingamine
D) valgusüntees
D) fotosüntees
E) kemosüntees

Vastus

2. Loo vastavus omaduste ja ainevahetusprotsesside vahel: 1) assimilatsioon (anabolism), 2) dissimilatsioon (katabolism). Kirjutage numbrid 1 ja 2 tähtedele vastavas järjekorras.
A) keha orgaaniliste ainete süntees
B) sisaldab ettevalmistavat etappi, glükolüüsi ja oksüdatiivset fosforüülimist
C) vabanenud energia salvestatakse ATP-sse
D) tekib vesi ja süsihappegaas
D) nõuab energiakulusid
E) esineb kloroplastides ja ribosoomides

Vastus

Valige viie hulgast kaks õiget vastust ja kirjutage üles numbrid, mille all need on märgitud. Ainevahetus on elussüsteemide üks peamisi omadusi, seda iseloomustab see, mis juhtub
1) selektiivne reageerimine väliskeskkonna mõjudele
2) füsioloogiliste protsesside ja funktsioonide intensiivsuse muutumine erinevate võnkeperioodidega
3) tunnuste ja omaduste ülekandmine põlvkonnalt põlvkonnale
4) vajalike ainete omastamine ja jääkainete väljutamine
5) sisekeskkonna suhteliselt püsiva füüsikalise ja keemilise koostise hoidmine

Vastus

1. Kõiki allolevaid termineid peale kahe kasutatakse plastivahetuse kirjeldamiseks. Määrake kaks terminit, mis üldnimekirjast "välja langevad", ja kirjutage üles numbrid, mille all need on märgitud.
1) replikatsioon
2) dubleerimine
3) saade
4) translokatsioon
5) transkriptsioon

Vastus

2. Kõiki allpool loetletud mõisteid, välja arvatud kaks, kasutatakse raku plastilise metabolismi kirjeldamiseks. Määrake kaks mõistet, mis üldnimekirjast "välja langevad", ja kirjutage üles numbrid, mille all need on märgitud.
1) assimilatsioon
2) dissimilatsioon
3) glükolüüs
4) transkriptsioon
5) saade

Vastus

3. Plastivahetuse iseloomustamiseks kasutatakse allpool loetletud termineid, välja arvatud kaks. Määrake kaks terminit, mis üldloendist välja jäävad, ja kirjutage üles numbrid, mille all need on märgitud.
1) poolitamine
2) oksüdatsioon
3) replikatsioon
4) transkriptsioon
5) kemosüntees

Vastus

Valige üks, kõige õigem variant. Lämmastikalused adeniin, riboos ja kolm fosforhappe jääki on
1) DNA
2) RNA
3) ATP
4) orav

Vastus

Kõiki allolevaid märke, välja arvatud kaks, saab kasutada raku energiavahetuse iseloomustamiseks. Määrake kaks tunnust, mis üldnimekirjast "välja langevad", ja kirjutage vastuseks üles numbrid, mille all need on märgitud.
1) kaasas energia neeldumine
2) lõpeb mitokondrites
3) lõpeb ribosoomides
4) sellega kaasneb ATP molekulide süntees
5) lõpeb süsihappegaasi tekkega

Vastus

© D.V. Pozdnyakov, 2009-2019

Seda nimetatakse dissimilatsiooniks. See on orgaaniliste ühendite kogum, milles eraldub teatud kogus energiat.

Dissimilatsioon toimub olenevalt elusorganismide tüübist kahes või kolmes etapis. Niisiis koosneb see aeroobides ettevalmistavast, hapnikuvabast ja hapnikuetapist. Anaeroobides (organismid, mis on võimelised toimima anoksilises keskkonnas) ei nõua dissimilatsioon viimast sammu.

Energia metabolismi viimane etapp aeroobides lõpeb täieliku oksüdatsiooniga. Sel juhul toimub glükoosimolekulide lagunemine energia moodustumisega, mis osaliselt läheb ATP moodustumiseks.

Väärib märkimist, et ATP süntees toimub fosforüülimise protsessis, kui ADP-le lisatakse anorgaanilist fosfaati. Samal ajal sünteesitakse seda mitokondrites ATP süntaasi osalusel.

Milline reaktsioon toimub selle energiaühendi moodustumisel?

Adenosiindifosfaat ja fosfaat ühinevad, moodustades ATP ja mille moodustumine võtab umbes 30,6 kJ / mol. Adenosiintrifosfaat, kuna märkimisväärne kogus sellest vabaneb just ATP kõrge energiaga sidemete hüdrolüüsi käigus.

ATP sünteesi eest vastutav molekulaarmasin on spetsiifiline süntaas. See koosneb kahest osast. Üks neist asub membraanis ja on kanal, mille kaudu prootonid sisenevad mitokondritesse. See vabastab energiat, mille püüab kinni teine ​​ATP struktuuriosa nimega F1. See sisaldab staatorit ja rootorit. Membraanis olev staator on fikseeritud ja koosneb delta-piirkonnast, samuti alfa- ja beeta-subühikutest, mis vastutavad ATP keemilise sünteesi eest. Rootor sisaldab nii gamma- kui ka epsilon-alaühikuid. See osa pöörleb prootonite energiat kasutades. See süntaas tagab ATP sünteesi, kui välismembraani prootonid on suunatud mitokondrite keskosa poole.

Tuleb märkida, et rakku iseloomustab ruumiline järjestus. Ainete keemilise interaktsiooni produktid jaotuvad asümmeetriliselt (positiivselt laetud ioonid lähevad ühes suunas ja negatiivselt laetud osakesed teises suunas), luues membraanile elektrokeemilise potentsiaali. See koosneb keemilisest ja elektrilisest komponendist. Tuleb öelda, et just see potentsiaal mitokondrite pinnal muutub universaalseks energia salvestamise vormiks.

Selle mustri avastas inglise teadlane P. Mitchell. Ta soovitas, et ained pärast oksüdatsiooni ei näeks välja nagu molekulid, vaid positiivselt ja negatiivselt laetud ioonid, mis paiknevad mitokondriaalse membraani vastaskülgedel. See eeldus võimaldas selgitada adenosiintrifosfaadi sünteesi käigus fosfaatide vahel tekkivate makroergiliste sidemete olemust ning sõnastada ka selle reaktsiooni kemosmootilise hüpoteesi.

Peamine raku energiaallikas on toitained: süsivesikud, rasvad ja valgud, mis hapniku abil oksüdeeritakse. Peaaegu kõik süsivesikud muutuvad enne keharakkudesse jõudmist seedetrakti ja maksa töö tõttu glükoosiks. Koos süsivesikutega lagundatakse ka valgud - aminohapeteks ja lipiidideks - rasvhapeteks.Rakus oksüdeeritakse toitained hapniku toimel ja ensüümide osalusel, mis juhivad energia vabanemise ja selle ärakasutamise reaktsioone.

Peaaegu kõik oksüdatiivsed reaktsioonid esinevad mitokondrites ja vabanenud energia salvestatakse makroergilise ühendi - ATP kujul. Tulevikus kasutatakse rakusiseste ainevahetusprotsesside jaoks energia saamiseks ATP-d, mitte toitaineid.

ATP molekul sisaldab: (1) lämmastikupõhist adeniini; (2) pentoossüsivesiku riboos, (3) kolm fosforhappe jääki. Viimased kaks fosfaati on omavahel ja ülejäänud molekuliga ühendatud makroergiliste fosfaatsidemetega, mida tähistab ATP valemis sümbol ~. Olenevalt kehale iseloomulikest füüsikalistest ja keemilistest tingimustest on iga sellise sideme energia 1 mooli ATP kohta 12 000 kalorit, mis on kordades suurem kui tavalise keemilise sideme energia, mistõttu fosfaatsidemeid nimetatakse makroergilisteks. Pealegi hävivad need sidemed kergesti, pakkudes rakusiseseid protsesse energiaga kohe, kui vajadus tekib.

Vabanedes ATP energia loovutab fosfaatrühma ja muundatakse adenosiindifosfaadiks. Vabanenud energiat kasutatakse peaaegu kõigi rakuprotsesside jaoks, näiteks biosünteesireaktsioonides ja lihaste kokkutõmbumise ajal.

ATP reservide täiendamine tekib ADP rekombineerimisel fosforhappejäägiga toitainete energia arvelt. Seda protsessi korratakse ikka ja jälle. ATP-d tarbitakse ja koguneb pidevalt, mistõttu seda nimetatakse raku energiavaluutaks. ATP käibeaeg on vaid mõni minut.

Mitokondrite roll ATP moodustumise keemilistes reaktsioonides. Kui glükoos siseneb rakku, muutub see tsütoplasmaatiliste ensüümide toimel püroviinamarihappeks (seda protsessi nimetatakse glükolüüsiks). Selles protsessis vabanevat energiat kasutatakse väikese koguse ADP muundamiseks ATP-ks, vähem kui 5% kogu energiavarust.

95% toimub mitokondrites. Püruviinhape, rasvhapped ja aminohapped, mis moodustuvad vastavalt süsivesikutest, rasvadest ja valkudest, muundatakse lõpuks mitokondriaalses maatriksis ühendiks, mida nimetatakse atsetüül-CoA-ks. See ühend omakorda osaleb rea ensümaatilistes reaktsioonides, mida ühiselt nimetatakse trikarboksüülhappe tsükliks või Krebsi tsükliks, et loobuda oma energiast.

Tsüklis trikarboksüülhapped atsetüül-CoA jaguneb vesinikuaatomiteks ja süsinikdioksiidi molekulideks. Süsinikdioksiid eemaldatakse mitokondritest, seejärel difusiooni teel rakust ja väljutatakse organismist kopsude kaudu.

vesiniku aatomid on keemiliselt väga aktiivsed ja reageerivad seetõttu kohe mitokondritesse difundeeruva hapnikuga. Selles reaktsioonis vabanevat suurt energiahulka kasutatakse paljude ADP molekulide muutmiseks ATP-ks. Need reaktsioonid on üsna keerulised ja nõuavad suure hulga ensüümide osalemist, mis moodustavad mitokondriaalseid kristalle. Algstaadiumis eraldub vesinikuaatomist elektron ja aatom muutub vesinikuiooniks. Protsess lõpeb vesinikuioonide lisamisega hapnikule. Selle reaktsiooni tulemusena moodustub vesi ja suur hulk energiat, mis on vajalikud ATP süntetaasi, suure globulaarse valgu, mis toimib mitokondriaalsete kristallide pinnal tuberklitena, tööks. Selle vesinikioonide energiat kasutava ensüümi toimel muudetakse ADP ATP-ks. Uued ATP molekulid saadetakse mitokondritest raku kõikidesse osadesse, sealhulgas tuuma, kus selle ühendi energiat kasutatakse mitmesuguste funktsioonide täitmiseks.
See protsess ATP süntees mida üldiselt nimetatakse ATP moodustumise kemosmootseks mehhanismiks.